2025届高考物理二轮总复习第一遍专题5振动与波光学专题分层突破练12振动与波课件

专题分层突破练12振动与波123456789101112基础巩固131.(2024湖北武汉一模)“喷水鱼洗”是我国珍贵的古代文物,具有很高的科学价值、历史价值和艺术价值。鱼洗是在先秦时期普遍使用的一种金属制盥洗用具。“喷水鱼洗”大约出现在唐代。“喷水鱼洗”的大小像一个洗脸盆,底部是扁平的,盆沿左右各有一个把柄,称为双耳。“喷水鱼洗”最奇妙的地方是,用双手快速且有节奏地摩擦双耳,盆内水波荡漾;摩擦得法,可喷出水柱。1412345678910111213下列说法正确的是(

)A.该现象是波的衍射形成的B.“喷水鱼洗”中的水位越低,振动越明显,喷出的水柱越高C.“喷水鱼洗”做受迫振动,当摩擦力引起的振动频率和“喷水鱼洗”振动的频率相等或十分接近时,“喷水鱼洗”产生了共振而使水剧烈振荡D.“喷水鱼洗”中的水做受迫振动,当摩擦力引起的振动频率和水波振动的频率相等或十分接近时,水产生了共振而剧烈振荡答案

C1412345678910111213解析

“喷水鱼洗”做受迫振动,当摩擦力引起的振动频率和“喷水鱼洗”振动的频率相等或十分接近时,“喷水鱼洗”产生了共振而使水剧烈振荡,“喷水鱼洗”中的水位越低,则水与“喷水鱼洗”接触部分越少,水的振动越不明显,则越不容易喷出水柱,A、B、D错误,C正确。14123456789101112132.(2024福建卷)某简谐运动的y-t图像如图所示,则以下说法正确的是(

)A.振幅为2cm B.频率为2.5HzC.0.1s时速度为0 D.0.2s时加速度方向竖直向下答案

B1412345678910111213解析

由题图可知,该简谐运动的振幅是1

cm,周期是0.4

s,所以频率是f==2.5

Hz,选项A错误,B正确。y-t图像的斜率大小表示速度大小,0.1

s时速度方向竖直向下,大小不为0,选项C错误。简谐运动的加速度方向与位移方向相反,故0.2

s时加速度方向竖直向上,选项D错误。14123456789101112133.(2024浙江温州三模)蜻蜓在水面上“点水”激起一圈圈波纹,如图所示。水面上有一开有两小孔A、B的挡板,A、B离波源S的距离分别为30cm、40cm,AB间距为50cm,O为AB中点,AB中垂线上的C点,距O点100cm。波源在水面处振动形成的水波视为简谐横波,t=0时,波源自平衡位置起振。已知波速为20cm/s,小孔A处质点第一次处于波谷时,小孔B处质点刚好第一次处于波峰,下列说法正确的是(

)A.波源S起振方向向下B.t=4s时,A、B两处质点振动方向相反C.OC线段的中点为加强点D.若蜻蜓点水的频率增大,则波速增大答案

B1412345678910111213解析

A、B离波源S的距离分别为30

cm、40

cm,A离波源S较近,则A先振动,小孔A处质点第一次处于波谷时,小孔B处质点刚好第一次处于波峰,可知波源S起振方向向上,且A、B两处质点振动方向总相反,故t=4

s时,A、B两处质点振动方向相反,OC线段的中点到A、B两点距离相等,则该点为减弱点,A、C错误,B正确;波速只与介质有关,若蜻蜓点水的频率增大,波速不变,D错误。14123456789101112134.(多选)(2024新课标卷)位于坐标原点O的波源在t=0时开始振动,振动图像如图所示,所形成的简谐横波沿x轴正方向传播。平衡位置在x=3.5m处的质点P开始振动时,波源恰好第2次处于波谷位置,则(

)A.波的周期是0.1sB.波的振幅是0.2mC.波的传播速度是10m/sD.平衡位置在x=4.5m处的质点Q开始振动时,质点P处于波峰位置答案

BC1412345678910111213解析

本题考查简谐运动、简谐波以及相应图像的理解。由题图可知,T=0.2

s,A=0.2

m,选项A错误,B正确。14123456789101112135.(2023浙江6月选考)如图所示,置于管口T前的声源发出一列单一频率声波,分成两列强度不同的声波分别沿A、B两管传播到出口O。先调节A、B两管等长,O处探测到声波强度为400个单位,然后将A管拉长d=15cm,在O处第一次探测到声波强度最小,其强度为100个单位。已知声波强度与声波振幅二次方成正比,不计声波在管道中传播的能量损失,则(

)A.声波的波长λ=15cmB.声波的波长λ=30cmC.两声波的振幅之比为3∶1D.两声波的振幅之比为2∶1答案

C141234567891011121314123456789101112136.(2024河北模拟预测)鱼漂是垂钓时反映鱼儿咬钩讯息的工具。如图甲所示,当鱼漂静止时,P点恰好在水面处。将鱼漂缓慢向下压,松手后,鱼漂在竖直方向上做简谐运动,其振动图像如图乙所示,取竖直向上为位移的正方向,则(

)A.在t=0.3s时刻,鱼漂的速度方向竖直向下B.在t=0.3s时刻,鱼漂的加速度方向竖直向上C.鱼漂的振动频率为1.25HzD.鱼漂在振动的过程中,存在速度和加速度均减小的时间段答案

C1412345678910111213解析

由图乙可知在t=0.3

s时刻,鱼漂的速度方向竖直向上,此时鱼漂的位移竖直向上,则鱼漂的加速度方向竖直向下,A、B错误。鱼漂的振动频率为f=Hz=1.25

Hz,C正确。鱼漂离平衡位置越远,速度越小,位移越大,加速度越大;鱼漂离平衡位置越近,速度越大,位移越小,加速度越小;则鱼漂在振动的过程中,不存在速度和加速度均减小的时间段,D错误。14123456789101112137.(2024山东聊城二模)甲、乙两列机械波在同一种介质中沿x轴相向传播,甲波波源位于O点,乙波波源位于x=8m处,两波源均沿y轴方向振动。t=0时刻,甲波的波形图如图1所示,此时乙波波源开始振动,其振动图像如图2所示。已知乙波的传播速度v乙=2.0m/s,质点P的平衡位置处于x=5m处。若两波源一直振动,则下列说法正确的是(

)A.甲波的周期为2sB.t=2.0s时,质点P开始振动C.t=3.0s时,质点P处于平衡位置且向y轴负方向振动D.在0~3.5s时间内质点P运动的路程为42cmC1412345678910111213解析

两列波传播速度大小相等,由图1可知,甲波的波长为2

m,所以周期为=1.5

s,B错误;t=3

s时,若只有乙波,质点P经过平衡位置,且向下振动,若只有甲波,质点P也是经过平衡位置向下振动,所以t=3

s时,质点P处于平衡位置且向y轴负方向振动,C正确;由于两波源振动步调相反,质点P到两波源的波程差等于1

m,即半波长,所以质点P的平衡位置为振动加强点,其振幅为7

m,所以在0~3.5

s时间内,质点P的路程为s=2A乙+6(A甲+A乙)=48

cm,D错误。14123456789101112138.(10分)(2024广东惠州一模)发生地震时,我国地震局能记录地震过程中的振动图像和波的图像,图甲为传播方向上距离震源2km的质点P的振动图像,图乙为地震发生后,质点P振动1.0s时的地震简谐横波图像,假设地震简谐横波传播的速度大小不变,求:(1)该地震简谐横波的传播方向和t=1.0s时质点P的振动方向;(2)该地震简谐横波传播的速度大小;(3)质点P振动30s后,该地震简谐横波能到达的最远位置与震源之间的距离。答案

(1)沿x轴正方向,沿y轴正方向(2)4×103m/s

(3)1.22×105m1412345678910111213解析

(1)由振动图像和波的图像可知,该地震简谐横波的传播方向沿x轴正方向。t=1.0

s时,质点P沿y轴正方向振动。(2)由振动图像和波的图像可知波长λ=4

km,周期T=1.0

s,有解得v=4×103

m/s。(3)质点P振动30

s后,波沿x轴正方向传播的距离为Δx=vt又dmax=Δx+x0解得dmax=1.22×105

m。1412345678910111213综合提升9.(2024湖南卷)如图所示,健身者在公园以每分钟60次的频率上下抖动长绳的一端,长绳自右向左呈现波浪状起伏,可近似为单向传播的简谐横波。长绳上A、B两点平衡位置相距6m,t0时刻A点位于波谷,B点位于波峰,两者之间还有一个波谷。下列说法正确的是(

)A.波长为3mB.波速为12m/sC.t0+0.25s时刻,B点速度为0D.t0+0.50s时刻,A点速度为0答案

D14123456789101112131412345678910111213A.两列波可以发生干涉B.t=0时,P(0,6,0)处质点的位移为0C.t=0时,Q(-3,6,0)处质点的位移为0.2mD.t=0时,波源S1和S2的加速度相同AB1412345678910111213解析

两列波的频率均为f=

Hz,两列波的相位差为π,且都在z方向上振动,则两列波可以发生干涉,A正确;两波源产生的波相位差为π,而P点到两波源的距离之差为零,则P点为振动减弱点,振幅为零,则t=0时,P(0,6,0)处质点的位移为0,B正确;1412345678910111213141234567891011121311.(多选)(2024河北二模)如图所示,池塘分为A、B、C三个区域,浅水区A、C两部分水深相同,深水区B中水波波长是浅水区中水波波长的2倍,浅水区水深40cm。O、N分别处于深浅两部分水面分界线上,xOM=xNP,xON=3m,t=0时刻O处水波从平衡位置开始向上振动,t=2.5s时O处水波第二次达到波峰,此时M处水波第一次达到波谷,设水波在三个区域的振幅均为A=6cm,水波的速度v与水的深度h间的关系满足v=,式中重力加速度g取10m/s2,下列说法正确的是(

)A.深水区水深80cmB.O、M间距离为2mC.t=1.25s时P处水开始振动BD14123456789101112131412345678910111213141234567891011121312.(多选)(2024山东济宁一模)位于x=-3cm和x=13cm处的两波源都只做了一次全振动,形成两列分别沿x轴正方向和负方向传播的简谐横波,振幅均为A=5cm,t=0时刻的波形图如图甲所示,此时波刚好传到M、N两点,M、P、Q、N在x轴上的坐标分别为1cm、3cm、5cm、9cm,平衡位置在M处的质点振动图像如图乙所示。下列说法正确的是(

)A.t=2s时,平衡位置在M处的质点刚好运动到P点B.t=5s时,平衡位置在Q处的质点的位移为-10cmC.P处质点振动过程中的最大位移大小为5cmD.平衡位置坐标为x=4cm的质点在振动过程中通过的总路程为10cmBC14123456789101112131412345678910111213根据题意可知,当沿x轴正方向传播的波刚离开P点时,沿x轴负方向传播的波刚好传到P点,以后P点只参与沿x轴负向传播的波引起的振动,故P处质点最大位移为振幅值,即5

cm,C正确;沿x轴正方向传播的波先传到x=4

cm的位置,振动半个周期后,即通过路程为10

cm后,沿x轴负方向的波传到x=4

cm的位置,此时两列波在该点叠加位移为零,然后沿x轴负方向的波在该处质点振动半个周期,路程为10

cm,则在振动过程中该处质点通过的总路程为20